BR112013005550B1

BR112013005550B1 - Ponteira de facoemulsificação

Info

Publication number: BR112013005550B1
Application number: BR112013005550-2A
Authority: BR
Inventors: Mikhail A. Ovchinnikov
Original assignee: Alcon Inc
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2022-04-05
Also published as: AU2016262713B2; EP2616024A2; EP2616024B1; US10258505B2; AU2016262713A1; PL3047822T3; RU2016104851A3; ES2582044T3; CA2809106C; WO2012036795A2; RU2013117420A; ES2669730T3; KR20130099105A; BR112013005550A2; DK2616024T3; CN103096849B; CN106038054B; DK3047822T3; JP6055042B2; HRP20160806T1

Abstract

PONTEIRA DE FACOEMULSIFICAÇÃO EQUILIBRADA. A presente invenção refere-se a uma ponteira de facoemulsificação que pode incluir uma haste e uma parte de borda de corte com pelo menos uma primeira e segunda curvas. A geometria da ponteira pode ser configurada para resultar em um deslocamento lateral (ux), perpendicular à haste, durante a vibração de torção da ponteira em frequências entre 10 kHz e 60 kHz, de menos de cerca de 5%a 25% (por exemplo, 15%) do deslocamento lateral no ponto de extremidade distal da ponteira por toda uma porção da haste que se estende desde a extremidade de uma parte cônica da ponteira completamente para a primeira curva na parte de borda de corte da ponteira. Modelagem por software e/ou física pode ser utilizada para determinar a geometria da ponteira.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere de modo geral à facoemul- sificação. Mais especificamente, mas não a título de limitação, a presente invenção se refere às ponteiras de facoemulsificação.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] O olho humano, em seus termos mais simples, funciona para prover a visão através da transmissão de luz através de uma parte externa transparente, chamada de córnea e focando a imagem por meio do cristalino sobre a retina. A qualidade da imagem focada depende de muitos fatores, incluindo o tamanho e a forma do olho e a transparência da córnea e do cristalino.

[0003] Quando a idade ou doença faz com que o cristalino se torne menos transparente a visão se deteriora devido à luz diminuída que pode ser transmitida para a retina. Esta deficiência no cristalino do olho é conhecida clinicamente como uma catarata. Um tratamento aceito para esta condição é a remoção cirúrgica do cristalino e a substituição da função do cristalino por uma lente intraocular (LIO).

[0004] As lentes com catarata podem ser removidas por uma técnica cirúrgica denominada facoemulsificação. Durante este procedimento, uma ponta de facoemulsificação fina pode ser inserida na lente doente e vibrada com ultrassom. A ponta vibrante pode liquefazer ou emulsionar o cristalino de modo que o cristalino possa ser aspirado para fora do olho. O cristalino doente, uma vez removido, pode ser substituído por uma lente artificial.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Em várias modalidades, uma ponteira de facoemulsificação pode incluir uma haste e uma parte de borda de corte com pelo menos uma primeira e segunda curvas. A geometria da haste e a, pelo menos uma, primeira e segunda curvas podem ser configuradas para resultar em um deslocamento lateral, perpendicular à haste durante vibração de torção ultrassônica da ponteira, da haste ao longo do seu comprimento que é menor do que cerca de 5% a 25% (por exemplo, 15%) (outros limites também podem ser usados), do deslocamento do ponto de extremidade distal da ponteira. Em algumas modalidades, a haste pode estender-se da extremidade de uma parte cônica (que pode ser, por exemplo, aproximadamente 12 mm a partir do ponto de extremidade distal da ponteira), completamente para a primeira curva na parte de borda de corte (que pode ser, por exemplo, cerca de 5 mm a partir do ponto de extremidade distal da ponteira). Outras localizações da primeira curva são também contempladas (por exemplo, 3 mm, 8 mm, etc., a partir do ponto de extremidade distal da ponteira). Em algumas modalidades, uma extremidade proximal da parte cônica (isto é, o núcleo) pode ser configurada para acoplar a uma corneta ultrassônica.

[0006] Em algumas modalidades, um método para determinar uma geometria da ponteira pode incluir prover duas ou mais geometrias de ponteira (por exemplo, em um formato eletrônico, tal como um arquivo de entrada legível por computador com uma ou mais variáveis armazenadas descrevendo a geometria), modelar o comportamento das geometrias de ponteira durante as vibrações de torção ultrassôni- cas e comparar o deslocamento lateral das diferentes geometrias de ponteira para selecionar uma ponteira com um menor deslocamento lateral ao longo de uma parte da haste da ponteira configurada para estar ao longo de uma incisão em um olho durante um procedimento de facoemulsificação (que pode ser, por exemplo, a partir de uma extremidade da parte cônica para a primeira curva).

[0007] Em algumas modalidades, um método para determinar uma geometria da ponteira pode incluir prover duas ou mais ponteiras físicas com geometrias diferentes (por exemplo, dobradas à mão em dois ou mais locais ao longo da ponteira), vibrar à torção ultrassônica as diferentes ponteiras, determinar o deslocamento lateral das diferentes ponteiras e comparar os deslocamentos laterais determinados para selecionar uma ponteira com um menor deslocamento lateral ao longo de uma parte da haste da ponteira configurada para estar ao longo de uma incisão em um olho durante um procedimento de facoemulsifica- ção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0008] Para uma compreensão mais completa da presente invenção, referência é feita à descrição que segue tomada em conjunto com os desenhos anexos, em que:

[0009] A FIG. 1 ilustra uma ponteira de facoemulsificação equili brada com uma extremidade distal e com duas curvas, de acordo com uma modalidade;

[0010] A FIG. 2 ilustra um console cirúrgico de facoemulsificação conectado a uma peça manual através de uma linha de irrigação e uma linha de aspiração, de acordo com uma modalidade;

[0011] A FIG. 3 ilustra uma corneta ultrassônica ligada à ponteira equilibrada, de acordo com uma modalidade;

[0012] A FIG. 4 ilustra o movimento da ponteira equilibrada, de acordo com uma modalidade;

[0013] A FIG. 5 ilustra uma ponteira equilibrada inserida em uma incisão no olho, de acordo com uma modalidade;

[0014] A FIG. 6 ilustra as vibrações de torção e as vibrações laterais em relação à ponteira equilibrada, de acordo com uma modalidade;

[0015] A FIG. 7a ilustra equações de modelo para o deslocamento de torção ao longo do eixo geométrico z da ponteira, de acordo com uma modalidade;

[0016] A FIG. 7b ilustra equações de modelo para o deslocamento lateral ao longo do eixo geométrico z da ponteira, de acordo com uma modalidade;

[0017] A FIG. 7c ilustra um componente (l(z)) das equações de modelagem, de acordo com uma modalidade;

[0018] As Figuras 8a-b ilustram modalidades de formas de pontei ra de entrada e deslocamento lateral de saída correspondente e ângulo de torção ao longo do comprimento da ponteira de acordo com as equações modelo;

[0019] A FIG. 9 ilustra um fluxograma do método para determiner uma geometria da ponteira, de acordo com uma modalidade;

[0020] A FIG. 10 ilustra um fluxograma de outro método para de terminar uma geometria da ponteira, de acordo com uma modalidade; e,

[0021] A FIG. 11 ilustra seis modalidades possíveis de ponteira equilibrada.

[0022] Deve-se entender que tanto a descrição geral anterior como a descrição detalhada que segue são apenas exemplificativas e explicativas e destinam-se a prover uma explicação adicional da invenção como reivindicado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0023] A FIG. 1 ilustra uma ponteira de facoemulsificação equilibrada 100 com uma extremidade proximal 114 e uma parte de borda de corte 112 que é dobrada em relação a uma haste de ponteira 108. A ponteira equilibrada 100 pode incluir uma haste predominantemente linear 108 e pelo menos duas curvas (primeira curva 102 e segunda curva 104) na parte de borda de corte 112. Outros números de curvas também são contemplados (por exemplo, 3 curvas, 4 curvas, 7 curvas, etc.) A ponteira equilibrada 100 pode ser usada em conjunto com uma peça manual de facoemulsificação 204 (por exemplo, ver a fig. 2). Quando usada com a peça manual 204, a ponteira equilibrada 100 po- de ser vibrada longitudinalmente e/ou à torção, isto é, girando a ponteira 100 para trás e para frente em torno do seu eixo geométrico. As curvas 102/104 podem ser posicionadas, por exemplo, ao longo aproximadamente distal 5 a 25% do comprimento da ponteira equilibrada 100) (que pode ser uma porção posicionada cerca de 5 mm a partir do ponto de extremidade distal 106 da ponteira (medido ao longo do eixo geométrico 116 da ponteira) completamente para aproximadamente 12 mm a partir do ponto de extremidade distal 106 da ponteira 100). Outras porções do comprimento também são contempladas.

[0024] Em algumas modalidades, equilibrar a ponteira 100 pode incluir configurar uma geometria da ponteira 100 (por exemplo, a geometria de uma parte cônica 110 da ponteira, a haste 108 e/ou a pelo menos primeira curva 102 e segunda curva 104) de tal forma que, durante a vibração de torção ultrassônica da ponteira 100, um deslocamento lateral da haste 108, perpendicular à haste 108 ao longo do seu comprimento pode ser menor do que aproximadamente 5% a 25% (por exemplo, 15%) do deslocamento lateral do ponto de extremidade distal 106 da ponteira 100 (por exemplo, tal como medido durante frequências, a ponteira é vibrada no decurso de um procedimento oftálmico). Outros limiares também podem ser utilizados (por exemplo, 10 a 20%, 15 a 30%, 10 a 40%, etc.) Em algumas modalidades, o deslocamento lateral da ponteira (durante frequências operacionais esperadas) no ponto de extremidade distal 106 pode estar aproximadamente em um intervalo de 30 a 200 mícrons. Como um exemplo, se o ponto de extremidade distal 106 tem um deslocamento lateral de aproximadamente +/- 0.035 mm durante a vibração de torção ultrassônica da ponteira 100, a geometria da ponteira pode ser configurada de tal modo que o deslocamento lateral máximo ao longo da haste seja inferior a 5 mí- crons (outros deslocamentos também são possíveis). Como outro exemplo, se o ponto de extremidade distal 106 tem um deslocamento lateral de aproximadamente +/- 0.055 mm durante a vibração de torção ultrassônica da ponteira 100, a geometria da ponteira pode ser configurada de tal modo que o deslocamento lateral máximo ao longo da haste seja inferior a 8 mícrons. Em algumas modalidades, a haste pode se estender a partir da extremidade de uma parte cônica 110 (que pode ser, por exemplo, aproximadamente 12 mm do ponto de extremidade distal 106) completamente para a primeira curva 102 na borda de corte 106 (que pode ser, por exemplo, cerca de 5 mm a partir do ponto de extremidade distal 106). Outras localizações da primeira curva 102 também são contempladas (por exemplo, 3 mm, 8 mm, etc., a partir do ponto de extremidade distal 106).

[0025] A FIG. 2 ilustra um console cirúrgico de facoemulsificação 214 ligado a uma peça manual 204 através de uma linha de irrigação 206 e uma linha de aspiração 208. Em algumas modalidades, energia pode ser fornecida à peça manual 204 através do cabo elétrico 210 e o fluxo através das linhas de irrigação/aspiração 206 e 208 pode ser controlado por um usuário (por exemplo, por meio do pedal 212) para executar um procedimento de facoemulsificação. Um exemplo de uma peça manual para um procedimento de facoemulsificação é descrito na Publicação do Pedido de Patente dos EUA intitulada "Peça manual de ultrassom", No. De Publicação 2006/0041220, No. De Série 11/183, 591, por Mikhail Boukhny, James Y. Chon e Ahmad Salehi arquivado em 18 de julho de 2005, que está aqui incorporado por referência na sua totalidade, como se total e completamente aqui estabelecido.

[0026] Em algumas modalidades, a peça manual 204 pode ser acoplada a uma ponteira de facoemulsificação equilibrada 100. Em algumas modalidades, a peça manual 204 pode incluir pelo menos um conjunto de elementos piezelétricos 227 polarizados para produzir movimento longitudinal quando excitados em uma frequência de ressonância relevante. Como se vê na FIG. 3, os cristais piezelétricos 227 podem ser ligados a uma corneta ultrassônica 216 à qual uma ponteira equilibrada 100 está ligada. A corneta 216 e/ou a ponteira equilibrada 100 pode incluir uma pluralidade de fendas ou sulcos diagonais 224. As fendas ou sulcos 224 podem produzir um movimento de torção na ponteira equilibrada 100 quando os cristais piezelétricos são excitados em uma frequência de ressonância. O movimento da ponteira equilibrada 100 causado pelos sulcos 224 que engatam elementos fixos na peça manual 204 pode incluir um componente de rotação de torção em relação a uma linha central da corneta 216.

[0027] Como se vê na FIG. 4, em algumas modalidades, a ponteira equilibrada 100 pode ser configurada para rotação de torção ultras- sônica para trás e para frente através de aproximadamente um arco em um intervalo de cerca de 2 a 6 graus (por exemplo, um arco de 4 graus). Outros arcos também são contemplados (por exemplo, um arco de 10 graus (por exemplo, mais ou menos 5 graus fora do centro (ver diagrama do meio 2), mais ou menos 20 graus fora do centro, mais ou menos 90 graus fora do centro, etc.)). Em algumas modalidades, a ponteira equilibrada 100 pode ser vibrar à torção por ultrassom a uma frequência de aproximadamente entre 10-60 kHz (por exemplo, 31 kHz). Outros arcos e frequências também são contemplados. Por exemplo, um arco de mais ou menos 20 graus e/ou uma frequência de 42 kHz pode ser usado. O arco mostrado na FIG. 4 está exagerado para mostrar o movimento (isto é, o arco total mostrado é de 180 graus, enquanto que a ponteira equilibrada 100 pode ter um arco de 4 graus). Em algumas modalidades, o movimento da ponteira na fig. 4 também pode incluir um componente longitudinal (por exemplo, para cima e para baixo ao longo de um eixo geométrico paralelo à haste).

[0028] Como se vê na FIG. 5, quando utilizadas para executar a facoemulsificação, as extremidades da ponteira equilibrada 100 e uma manga de irrigação 226 podem ser inseridas em uma pequena incisão 511 na córnea 501, esclerótica 507 ou outra localização no tecido do olho para ganhar acesso para, por exemplo , a câmara anterior 503 do olho 509. Em várias modalidades, uma parte ou a totalidade da ponteira equilibrada 100 pode estar dentro da manga de irrigação 226. Uma parte 513 da ponteira 100 ao longo da incisão 511 pode estar em contato térmico com a incisão 511 (e/ou de outras partes do olho) através da manga de irrigação 226, durante o procedimento de facoemulsifica- ção. Em algumas modalidades, a porção 513 ao longo da incisão 511 pode estar em contato direto com a incisão 511 (por exemplo, na ausência da manga 226). A ponteira equilibrada 100 pode ser ultrassoni- camente vibrada à torção ao longo do seu eixo geométrico longitudinal dentro da manga de irrigação 226 por uma corneta ultrassônica acionada por cristal 216, emulsionando, assim, o tecido selecionado em consequência do contato no local. O orifício oco da ponteira equilibrada 100 pode comunicar com o orifício na corneta que, por sua vez, pode se comunicar com a linha de aspiração da peça manual 204 ao console 214 (por exemplo, ver a fig. 2). Uma fonte de pressão reduzida ou de vácuo no console 214 pode extrair ou aspirar ao tecido emulsionado do olho 509 através de uma extremidade aberta da ponteira equilibrada 100, o orifício da ponteira equilibrada 100, o orifício da corneta e a linha de aspiração 208 e para dentro de um dispositivo de coleta. A aspiração do tecido emulsionado pode ser ajudada por uma solução salina de lavagem ou irrigante que possa ser injetado no local cirúrgico através do pequeno espaço anular entre a superfície interna da manga de irrigação 226 e uma superfície externa da ponteira equilibrada 100.

[0029] Como se vê na FIG. 6, vibrações de torção ultrassônica da ponteira equilibrada 100 podem resultar em pelo menos dois movimentos: 1) deslocamento lateral, da ponteira de equilíbrio 100 a partir da sua posição de equilíbrio, perpendicular a um eixo geométrico 116 que é colinear com uma porção reta da haste (eixo geométrico 116 pode ser denotado como o "eixo geométrico z") e perpendicular a um eixo geométrico de uma curva da ponteira (denotado como eixo geométrico y na FIG. 1) (o eixo geométrico y e eixo geométrico z formando um plano que inclui a curva); 2) ângulo de torção ao longo do eixo geométrico z da ponteira equilibrada 100. Uma ponteira não equilibrada pode ter flexão significativa ao longo do comprimento da ponteira (especialmente na haste), sob a ação de vibração de torção. Ao equilibrar a ponteira, tal como descrito aqui, o deslocamento lateral ao longo da haste da ponteira 100 pode ser reduzido ao mesmo tempo em que o deslocamento lateral no ponto de extremidade distal 106 da ponteira 100 pode ser aumentado. Vibrações de torção podem estar presentes na ponteira 100 (por exemplo, torção para trás e para frente ao longo de um ângulo de torção em relação ao eixo geométrico z), que pode conduzir a um deslocamento lateral relativamente grande do ponto de extremidade distal 106 em complemento a ou na ausência do deslocamento lateral da haste 108.

[0030] Em algumas modalidades, equilibrar a ponteira 100 pode incluir ajustar a geometria da ponteira e testar fisicamente uma ponteira com a geometria da ponteira ajustada ou por meio de equações de modelagem ou de Análise de Elementos Finitos (FEA) para modelar vibrações da ponteira para encontrar uma geometria da ponteira que resulte em deslocamento lateral reduzido ao longo da haste 108 com deslocamento lateral aumentado e torção no ponto de extremidade distal 106 (por exemplo, utilizando software tal como ANSYS). As características da geometria da ponteira podem incluir, por exemplo, número de curvas (por exemplo, curvas 102, 103), a localização das curvas, o comprimento da haste, o diâmetro da haste 108, o comprimento da parte cônica 110 e o diâmetro da parte cônica. Outras características da geometria da ponteira também podem ser modificadas. Em algumas modalidades, diferentes geometrias da ponteira podem ser tes- tadas, por exemplo, pela criação física de ponteiras com geometrias de ponteira diferentes, vibrando as ponteiras (por exemplo, utilizando frequências e modos que são utilizados durante a facoemulsificação) e monitorando o deslocamento lateral e/ou o calor gerado pelas diversas geometrias de ponteira. Uma ou mais repetições do teste de diferentes geometrias de ponteira (por exemplo, através da fixação da localização de uma curva na ponteira e teste de diferentes ponteiras com localizações diferentes da segunda curva e curvatura) pode resultar na identificação de uma ou mais geometrias de ponteira otimizadas. Outros números de curvas e modificações geométricas (por exemplo, modificando a localização de ambas as curvas, mantendo a curvatura de ambas as curvas constantes, modificando a localização e curvatura das curvas, modificando o número de curvas, modificando o comprimento da haste, modificando o comprimento da parte cônica, modificando o raio da haste, modificando os raios da parte cônica, etc.) também são possíveis.

[0031] Em algumas modalidades, equações de modelagem podem ser usadas (em lugar de ou em adição ao FEA e/ou teste físico) para testar as diferentes geometrias de ponteira. Por exemplo, as equações que descrevem a forma como o ângulo de torção (Φ) e o deslocamento lateral (ux) variam ao longo do eixo geométrico z, enquanto vibra à torção ultrassonicamente uma ponteira (predominantemente cilíndrica) reta (por exemplo, com base na teoria geral da elasticidade) pode ser representada como se segue (ver também Figuras 7a-b):

[0032] Onde Φ é o ângulo de torção da ponteira, p é a densidade do material da ponteira, l(z) é o momento de inércia da seção transversal da ponteira cilíndrica em torno do eixo geométrico z, R1(z) é o raio interno de uma seção interna oca do corpo cilíndrico da ponteira (se o corpo cilíndrico é sólido, R1(z) pode ser 0 ao longo de todo o eixo geométrico z); R2(z) é o raio externo de um corpo cilíndrico da ponteira; t é o tempo, ux é o deslocamento lateral ao longo do eixo geométrico x, S(z) é a área de seção transversal da ponteira cilíndrica ao longo do eixo geométrico z, E é o módulo de Young do material da ponteira, Iy(z) é o momento de inércia da seção transversal de uma ponteira cilíndrica em torno do eixo geométrico y, e μ é o módulo de torção do material da ponteira. Características tais como p podem ser as mesmas para toda a ponteira enquanto características tais como R1(z) e R2(z) podem variar ao longo do eixo geométrico z (e, portanto, podem ser representadas, por exemplo, como uma matriz de valores). As equações que descrevem a forma como o ângulo de torção (Φ) e o deslocamento lateral (ux) variam ao longo do eixo geométrico z enquanto vibra à torção ultrassonicamente uma ponteira (predominantemente cilíndrica) curva (por exemplo, uma ponteira com curvas 102/103) podem ser representadas como se segue (ver também Figuras 7a-b.):

[0033] Onde Φ é o ângulo de torção da ponteira, p é a densidade do material da ponteira, l(z) é o momento de inércia da seção transversal da ponteira cilíndrica em torno do eixo geométrico z, R1(z) é o raio interno de uma seção interna oca do corpo cilíndrico da ponteira (se o corpo cilíndrico é sólido, R1(z) pode ser 0; R2(z) é o raio externo de um corpo cilíndrico da ponteira; t é o tempo, ux é o deslocamento lateral ao longo do eixo geométrico x, S(z) é a área de seção transversal da ponteira cilíndrica ao longo do eixo geométrico z, E é o módulo de Young do material da ponteira, Iy(z) é o momento de inércia da seção transversal de uma ponteira cilíndrica em torno do eixo geométrico y, μ é o módulo de torção do material da ponteira e l(z) é o deslocamento lateral ao longo do eixo geométrico y como se vê na fig. 7c. Em algumas modalidades, uma ou mais das entradas e/ou equações podem ser modificadas para dar conta da presença de um meio no qual a ponteira está em vibração (por exemplo, água, vítreo, etc.). Por exemplo, a equação para o deslocamento lateral da ponteira pode ser modificada como se segue:

[0034] Onde y é um parâmetro empírico que representa a dissipa ção devida ao meio (por exemplo, água). O valor de y pode ser ajustado para alinhar a equação com deslocamentos medidos para ponteiras existentes no meio. O termo pmeio Smeio(z) no denominador representa o aumento na massa da ponteira devido ao meio que está seguindo o movimento da ponteira. O termo pmeio é a densidade do meio e o termo Smeio(z) é a seção transversal do meio que se desloca em conjunto com a ponteira, o que pode ser avaliado utilizando a teoria de fluido ideal como: Smeio(z) = π (R12(z) + R22(z)) (onde R1 é o diâmetro interno da massa do meio e R2 é o diâmetro externo da massa do meio seguindo a ponteira). Outras modificações também são contempladas.

[0035] Em algumas modalidades, juntamente com as diferentes características da ponteira (por exemplo, p, E, etc.), características geométricas (por exemplo, S(z), I(z), C(z), Iy(z), etc.) podem ser intro-duzidas por um usuário ou computadas por meio de software de mo-delagem (por exemplo, Matlab®) com base em outras entradas providas pelo usuário (por exemplo, o usuário pode prover um raio interno (se a ponteira é oca no centro), um raio externo da ponteira ao longo do eixo geométrico z, uma localização (por exemplo, pontos de início e fim (ao longo do eixo geométrico z) e curvatura de uma ou mais curvas, etc.) O usuário também pode delinear a forma da ponteira utilizando uma interface gráfica de usuário (por exemplo, ver representações gráficas de entrada nas Figuras 8a-b), o usuário pode pré- carregar uma geometria da ponteira (por exemplo, uma versão tridimensional), etc. Em algumas modalidades, o raio externo pode ser grande em valores de z pequeno (isto é, na parte cônica da ponteira) e relativamente pequeno na extremidade da ponteira. Outras entradas também são contempladas.

[0036] Em algumas modalidades, as soluções para Φ e ux a partir das equações acima podem ser usadas para examinar o deslocamento lateral e os ângulos de torção ao longo do eixo geométrico z para diferentes geometrias de ponteira e uma geometria de ponteira equili- brada/afinada pode ser selecionada a partir de várias geometrias de ponteira que maximiza o deslocamento lateral ux e o ângulo de torção Φ do ponto de extremidade distal 106 enquanto minimiza o deslocamento lateral ux ao longo do comprimento da ponteira (por exemplo, ao longo da haste 108). Em algumas modalidades, a solução para Φ ux e pode incluir o uso de análise harmônica. Uma solução das equações Φ e ux pode prover o ângulo de torção e/ou deslocamentos laterais como funções tanto de z como de t (por exemplo, u (z, t) e Φ(z, t)). Estas soluções podem então ser usadas para modelar a ponteira de acordo com uma força harmônica. Modelação de acordo com uma força harmônica pode incluir a modelagem da ponteira como se a ponteira oscilasse em alguma frequência w como cos (wt). Harmônicas podem, assim, ser utilizadas para simplificar as equações de modelagem para u (z, t) e Φ(z, t) de acordo com as equações para ’e üxfornecidas acima. Em algumas modalidades, a solução pode ser modelada de acordo com u(z) cos (wt) (isto é, a amplitude de vibração pode ser modelada para depender apenas de z). A fórmula u(z) cos (wt) pode ser utilizada nas equações de movimento (^e üx) para fornecer uma equação diferencial para a amplitude de vibrações u(z), que é independente do tempo. As soluções para a amplitude de deslocamento da ponteira e amplitude de torção podem então ser representadas graficamente (por exemplo, ver as saídas nas Figuras 8a-b). Em algumas modalidades, a análise harmônica não pode ser utilizada (por exemplo, várias soluções dependentes do tempo e z podem ser determinadas e analisadas).

[0037] As Figuras 8a-b ilustram formas de ponteira de entrada e os deslocamentos e os ângulos de torção correspondentes ao longo do comprimento da ponteira de acordo com as equações modelo fornecidas acima. Em algumas modalidades, a posição e a curvatura da primeira curva 102 podem ser selecionadas com base em vários fatores, tais como ergonomia e considerações de fabricação. A segunda curva 104 pode ser posicionada mais próxima da borda de corte 106 da ponteira equilibrada 100. A curvatura desta curva pode então ser escolhida usando-se a predição das equações do modelo, fornecidas acima. A forma da ponteira resultante pode, então, ser verificada e/ou ajustada através da execução de simulações de análise de elementos finitos. A curvatura ideal pode ser tal que o modo de vibração de torção e o modo de vibração de flexão da ponteira equilibrada 100 são desaco- plados. O movimento da ponteira equilibrada 100 sob a força de torção pode ser a mesma que o seu modo de vibração de torção. Em algumas modalidades, as curvas da ponteira (por exemplo, 102/103) podem ser posicionadas de tal modo que a energia de vibração de torção ultrassônica na ponteira equilibrada 100 pode estar em um modo de vibração de torção ao longo de uma porção substancial da haste 108 (com reduzido movimento lateral). Em algumas modalidades, o com-primento da haste 108 também pode ser ajustado para afinar o modo de vibração de torção de tal modo que essa vibração de torção esteja em ressonância com o mecanismo de acionamento ultrassônico (por exemplo, os elementos piezelétricos 227 na peça manual combinados com uma corneta) para aumentar o deslocamento de torção no ponto de extremidade distal 106.

[0038] Em algumas modalidades, a amplitude do deslocamento lateral do ponto de extremidade distal da ponteira equilibrada 100 pode depender da ressonância entre a força de acionamento de torção e o modo vibracional de torção. Embora a frequência de acionamento possa ser definida pelo desenho da corneta de torção, a frequência do modo de torção pode ser ajustada através da seleção, por exemplo, de um comprimento da parte cônica 110 da ponteira equilibrada 100. O comprimento da parte cônica 110 pode ser escolhido para maximizar as vibrações de torção da ponteira equilibrada 100 resultando assim no deslocamento de torção máximo do ponto de extremidade distal 106. Outras características da ponteira também podem ser variadas.

[0039] Em algumas modalidades, a ponteira equilibrada 100 pode ter um diâmetro em um intervalo de cerca de 0.5 mm a 2 mm (por exemplo, 1,5 mm). Em algumas modalidades, a ponteira equilibrada 100 pode ter um diâmetro em uma parte superior da ponteira de cerca de 1,5 mm e um diâmetro próximo de uma extremidade distal da ponteira de 0,9 mm (outros diâmetros e configurações também são contemplados). Em uma modalidade, a ponteira equilibrada 100 pode ter um comprimento de aproximadamente 1 e 3/8 polegadas e as curvas 102, 103 podem ser localizadas ao longo da distal aproximada 1/8 e 2/8 polegadas. Outras dimensões também são contempladas. Em algumas modalidades a primeira curva 102 pode estar aproximadamente em um intervalo de -10 a -30 graus, enquanto a segunda curva 104 pode estar aproximadamente em um intervalo de 20 a 50 graus. Outros ângulos de curvatura também são contemplados. A parte de borda de corte 112 pode ter uma extremidade alargada, afunilada e/ou bisse- lada (em algumas modalidades, a parte de borda de corte 112 pode ser plana). A ponteira equilibrada 100 pode ser feita de aço inoxidável ou de titânio (outros materiais também podem ser usados). A ponteira equilibrada 100 pode ter um comprimento total entre 12,70 mm (0.50 polegadas) e 38,10 mm (1.50 polegadas) (por exemplo, 30,48 mm (1.20 polegadas)). Outros comprimentos também são contemplados. A ponteira equilibrada 100 pode ser formada usando-se tecnologia convencional de trabalho em metais e pode ser eletropolida. A haste 108 pode ser geralmente tubular com um diâmetro externo de entre 0,127 mm (0,005 polegada) e 2,54 mm (0,100 polegada) e um diâmetro interno de entre 0,0254 mm (0,001 polegada) e 2,29 mm (0,090 polegada) (outros diâmetros também são contemplados).

[0040] A FIG. 9 ilustra um fluxograma do método para determiner uma geometria da ponteira, de acordo com uma modalidade. Os ele-mentos providos no fluxograma são apenas ilustrativos. Vários ele-mentos providos podem ser omitidos, elementos adicionais podem ser adicionados e/ou vários elementos podem ser executados em uma ordem diferente da que é provida abaixo.

[0041] Em 901, uma geometria da ponteira pode ser inserida no sistema. Por exemplo, as entradas de geometria podem ser armaze-nadas em um arquivo de entrada. Em algumas modalidades, a geometria da ponteira pode incluir um ou mais dos seguintes, definidos como valores da geometria em fatias da ponteira (por exemplo, a ponteira pode ser dividida em 500 fatias e as características geométricas da ponteira em cada fatia podem ser armazenadas em uma matriz independente atribuída a uma variável geométrica respectiva). Por exemplo, as características geométricas para as fatias da ponteira podem incluir a curvatura (por exemplo, em graus), a rigidez de torção (por exemplo, C(z)), o momento de inércia em torno do eixo geométrico x (por exemplo, I(z)) área de seção transversal (por exemplo, S(z)), momento de inércia da fatia em torno do eixo geométrico y que controla a rigidez de flexão da ponteira (por exemplo, Iy(z)), a distância da ponteira do eixo geométrico z (por exemplo, l(z)). Outras entradas também são contempladas.

[0042] Em algumas modalidades, estas matrizes com base nas fatias podem ser inseridas diretamente por um usuário ou podem ser calculadas com base em outras entradas geométricas. Por exemplo, o usuário pode prover um comprimento da ponteira, o comprimento da parte cônica, a localização ao longo da ponteira em que a primeira curva começa, a localização ao longo da ponteira em que a primeira curva termina, a curvatura da primeira curva, a localização ao longo da ponteira em que a segunda curva começa, a localização ao longo da ponteira em que a segunda curva termina, a curvatura da segunda curva, o módulo de cisalhamento do material da ponteira, o módulo de Young para o material da ponteira, a densidade do material da ponteira, etc., e as entradas específicas para as diferentes fatias podem ser calculadas e armazenadas em um arquivo de entrada ou providas para o software de modelagem. Em algumas modalidades, o sistema de computador pode gerar as entradas automaticamente. Por exemplo, o sistema de computador pode passar por um ciclo de várias repetições de geometrias de ponteira possíveis. Em algumas modalidades, o usuário pode delinear a ponteira (por exemplo, através de uma interfa ce gráfica do usuário) e o sistema de computador pode calcular a ge-ometria com base no desenho. Outros tipos de entrada também são contemplados.

[0043] Em 903, o sistema pode usar as equações de modelagem e análise harmônica para determinar um deslocamento lateral e ângulo de torção ao longo do comprimento da ponteira para a geometria da ponteira e frequência de vibração de torção ultrassônica dadas (por exemplo, aproximadamente 31 kHz). Outras frequências também são contempladas. Por exemplo, as equações

podem ser resolvidas para ux e Φ utilizando entradas (como definidas acima) e análise harmônica (por exemplo, usando harmônicas com u(z)cos(wt) Φ(z)cos(wt)) para simplificar os resultados através da re-moção do tempo. De acordo com a análise harmônica, em algumas modalidades, pode-se presumir que:

Ao tomar um derivado do tempo:

e substituindo-o nas equações originais e cancelando o coseno do tempo, pode-se obter as equações independentes do tempo:

[0044] As equações acima podem, em seguida, ser resolvidas para as amplitudes de deslocamento u(z) e o ângulo de torção Φ(z). Outras equações para resolver ux também podem ser usadas.

[0045] Em 905, o sistema pode representar graficamente um ou mais do deslocamento lateral e/ou ângulo de torção para a geometria da ponteira (por exemplo, ver as Figuras 8a e 8b).

[0046] Em 907, o usuário (ou o sistema) pode prover uma segunda geometria da ponteira (ou modificar a primeira geometria da ponteira) e recalcular o deslocamento lateral (ux) e o ângulo de torção (Φ) ao longo do comprimento da ponteira. Outras técnicas de modelagem também podem ser utilizadas. Por exemplo, a análise de elementos finitos (FEA) pode ser utilizada para determinar o deslocamento lateral (ux) e/ou o ângulo de torção (Φ) ao longo do comprimento de ponteiras de diversas geometrias submetidas a várias vibrações. Além disso, outras equações também podem ser utilizadas (por exemplo, diferentes equações podem ser utilizadas para modelagem simétrica da ponteira).

[0047] Em 909, as características para várias ponteiras com diferentes geometrias podem ser calculadas de acordo com 901-907 e comparadas para seleção de uma das geometrias de ponteira (ou ge-ração de uma nova geometria de ponteira para analisar). Selecionar uma das geometrias de ponteira pode incluir selecionar uma geometria da ponteira com base em qual geometria da ponteira tem um menor deslocamento lateral ao longo de uma porção da haste da ponteira configurada para estar ao longo de uma incisão em um olho durante um procedimento de facoemulsificação. Em algumas modalidades, se o deslocamento lateral (das geometrias de ponteira analisadas) ao longo de uma porção da haste da ponteira configurada para estar ao longo de uma incisão em um olho durante um procedimento de facoe- mulsificação (por exemplo, por toda uma porção da haste que se estende a partir da extremidade proximal da haste (tal como a extremidade da porção cônica) para a primeira curva da parte de borda de corte) for maior do que cerca de 5% a 25% (por exemplo, 15%) do deslocamento lateral do ponto de extremidade distal 106, (outros limiares (por exemplo, 1 mícron, 2 mícrons, 100 mícrons, 2mm, etc.) também podem ser utilizados) outra geometria da ponteira pode ser gerada, o deslocamento lateral da nova geometria da ponteira pode ser modelada e comparada a pelo menos um dos deslocamentos laterais da primeira ou segunda geometria da ponteira para seleção posterior entre a primeira, segunda ou nova geometria (ponto em que, uma das ponteiras pode ser selecionada ou outra geometria da ponteira pode ser gerada para fins de comparação).

[0048] Em algumas modalidades, gerar novas geometrias pode incluir modificar as geometrias previamente testadas para modelagem adicional. Em algumas modalidades, o usuário pode ainda modificar uma geometria da ponteira selecionada para ajustar a geometria de acordo com critérios adicionais. Por exemplo, o usuário pode modificar o comprimento da parte cônica 110 (ou outras características geométricas, tais como o comprimento da haste) para aumentar as vibrações de torção da ponteira equilibrada 100 para prover um maior deslocamento lateral do ponto de extremidade distal 106. Em algumas modalidades, o usuário pode experimentar diferentes localizações e curvaturas de uma ou mais das curvas para reduzir o deslocamento lateral em direção à extremidade proximal da ponteira enquanto aumenta o deslocamento lateral em direção à extremidade distal da ponteira. As modificações podem ser usadas para uma terceira, quarta ponteira e etc. e os resultados comparados com os resultados de ponteira anteriores para otimizar a seleção das características geométricas da ponteira.

[0049] A FIG. 10 ilustra um fluxograma de outro método para determinar uma geometria da ponteira, de acordo com uma modalidade. Os elementos providos no fluxograma são apenas ilustrativos. Vários elementos providos podem ser omitidos, elementos adicionais podem ser adicionados e/ou vários elementos podem ser executados em uma ordem diferente da que é provida abaixo.

[0050] Em 1001, uma primeira ponteira com uma primeira geometria pode ser fisicamente construída ou modelada (por exemplo, usando Análise de Elementos Finitos). Em algumas modalidades, a primeira ponteira pode ter uma seção transversal circular, seção transversal quadrada ou uma seção transversal que varia ao longo de um eixo ge-ométrico da ponteira.

[0051] Em 1003, a primeira ponteira pode ser vibrada sob condições semelhantes às de um procedimento de facoemulsificação (por exemplo, ao ser fixa em uma peça manual de facoemulsificação, como é mostrado nas Figuras 2-3, e vibrar em uma frequência de aproxima-damente 31 kHz e/ou sendo "vibrada" usando um software de modela-gem, tal como ANSYS). Outras frequências também são contempladas (por exemplo, aproximadamente entre 10 kHz e 60 kHz). Em algumas modalidades, a primeira ponteira pode ser fixada a uma peça manual de facoemulsificação para ser vibrada. Em algumas modalidades, a ponteira pode ser fixada a um dispositivo diferente (por exemplo, uma instalação de teste) para a aplicação das vibrações. Em algumas modalidades, a extremidade da primeira ponteira pode ser colocada em água ou um material com características semelhantes às do vítreo (outros líquidos também são contemplados). Em algumas modalidades, a primeira ponteira pode incluir duas curvas (por exemplo, 102, 103). Outros números de curvas também são contemplados.

[0052] Em 1005, a primeira ponteira pode ser analisada durante as vibrações. Por exemplo, termografia, estroboscopia, medição física do deslocamento, etc., podem ser usados para determinar o deslocamento lateral (ux) e/ou o ângulo de torção (Φ) (ou características indicativas do deslocamento lateral (ux) e/ou do ângulo de torção (Φ)) para a ponteira. Por exemplo, em uma varredura térmica da ponteira vibratória, os locais de maior calor ao longo do comprimento da ponteira podem ser indicativos de maiores deslocamentos laterais (ux).

[0053] Em 1007, uma segunda ponteira pode ser construída (por exemplo, a geometria da primeira ponteira pode ser modificada). As modificações podem ser feitas para diferentes características geomé-tricas, como provido acima. Por exemplo, a localização e/ou curvatura da segunda curva 103 pode ser modificada.

[0054] Em 1009, a segunda ponteira pode ser vibrada sob condi ções semelhantes às da primeira ponteira.

[0055] Em 1011, a segunda ponteira pode ser analisada durante as vibrações para determinar características semelhantes (tais como deslocamento lateral e ângulo de torção), como determinado para a primeira ponteira.

[0056] Em 1013, as características para a primeira ponteira e a segunda ponteira podem ser comparadas e uma das primeira e segunda geometrias da ponteira pode ser selecionada ou uma nova geometria da ponteira pode ser gerada e testada para fins de comparação. Por exemplo, selecionar a primeira geometria da ponteira ou a segunda geometria da ponteira pode se basear em qual geometria da ponteira tem um menor deslocamento lateral ao longo de uma porção da haste da ponteira configurada para estar ao longo de uma incisão em um olho durante um procedimento de facoemulsificação. Em algumas modalidades, se o deslocamento lateral (das geometrias de ponteira analisadas) ao longo de uma porção da haste da ponteira configurada para estar ao longo de uma incisão em um olho durante um procedimento de facoemulsificação (por exemplo, por toda uma porção da haste que se estende a partir da extremidade proximal da haste (tal como a extremidade da porção cônica) para a primeira curva da parte de borda de corte) for maior do que cerca de 5% a 25% (por exemplo, 15%) (como observado acima, outros limiares também são possíveis) do deslocamento lateral do ponto de extremidade distal 106 da ponteira, uma terceira ponteira pode ser gerada e testada. O deslocamento lateral e/ou o ângulo de torção da terceira geometria da ponteira pode ser determinado e comparado com o deslocamento lateral e/ou o ângulo de torção da primeira ou da segunda geometria da ponteira para seleção posterior entre as primeira, segunda e terceira geometrias da ponteira (ponto em que uma das ponteiras pode ser selecionada ou outra geometria da ponteira pode ser gerada para fins de comparação).

[0057] A FIG. 11 ilustra seis modalidades de ponteira equilibrada possíveis (outras modalidades também são possíveis). A ponteira equilibrada 100 pode ter uma geometria de acordo com um dos conjuntos de parâmetros providos na tabela da FIG. 11. A ponteira equilibrada 100 pode ter um diâmetro externo de polegadas OD; um diâmetro do orifício interno de polegadas ID; um comprimento total de L polegadas a partir do centro (o ponto proximal da ponteira 100 que é configurado para conectar com a corneta ultrassônica) para a borda de corte 106 da ponteira 100. A parte cônica 110 da ponteira 100 pode estender Lc polegadas a partir do centro. A primeira curva 102 da ponteira 100 pode ter um ângulo de α1 graus e se estender entre pontos situados a uma distância de x1 e x2 polegadas a partir do ponto de extremidade distal 106. A segunda curva 104 pode ter o ângulo de α2 graus e se estender entre pontos situados a uma distância de y1 e y2 polegadas a partir do ponto de extremidade distal 106. A parte de borda de corte 112 pode ter um bordo biselada (isto é, no bordo mais distal da parte de borda de corte), que está virada para cima 30 ou 45 graus ou 30 graus para baixo, como indicado na tabela (como um exemplo, o bisel mostrado na FIG. 1 está virado para baixo).

[0058] Em algumas modalidades, um sistema de modelagem pode incluir um ou mais processadores. O processador pode incluir disposi-tivos de processamento individuais ou uma pluralidade de dispositivos de processamento. Tal dispositivo de processamento pode ser um mi-croprocessador, controlador (que pode ser um microcontrolador), pro-cessador de sinal digital, microcomputador, unidade central de proces-samento, matrizes de portas de campo programáveis, dispositivo de lógica programável, máquina de estado, circuito lógico, circuito de con-trole, circuito analógico, circuito digital e/ou qualquer outro dispositivo que manipule sinais (analógico e/ou digital) com base nas instruções de operação. A memória acoplada aos processadores e/ou incorporada nos processadores pode ser um dispositivo de memória individual ou uma pluralidade de dispositivos de memória. Tal dispositivo de memória pode ser uma memória somente leitura, memória de acesso aleatório, memória volátil, memória não volátil, memória de estado, memória dinâmica, memória flash, memória cache e/ou qualquer outro dispositivo que armazene informação digital. Note-se que quando os processadores executam uma ou mais das suas funções através de uma máquina de estado, circuito analógico, circuito digital e/ou circuito lógico, a memória que armazena as instruções operacionais correspondentes pode ser incorporada dentro, ou externamente, do circuito compreendendo a máquina de estado, circuito analógico, circuito digital e/ou circuito lógico. A memória pode armazenar, e o processador pode executar, as instruções operacionais que correspondem a pelo menos alguns dos elementos ilustrados e descritos em associação com as figuras (por exemplo, Figuras 9 e 10).

[0059] Várias modificações podem ser feitas às modalidades apresentadas por uma pessoa com habilidades comuns na técnica. Outras modalidades da presente invenção também ficarão evidentes, para aqueles hábeis na técnica a partir da consideração da presente descrição detalhada e uso da presente invenção, aqui divulgada. Pretende- se que a atual descrição detalhada e os exemplos sejam considerados apenas como exemplares, com o verdadeiro âmbito e espírito da invenção sendo indicado pelas reivindicações que seguem e equivalentes destas.

Claims

1. Ponteira de facoemulsificação (100), caracterizada pelo fato de que compreende: uma haste pelo menos parcialmente reta (108), a dita haste com uma extremidade proximal e uma extremidade distal; uma parte de borda de corte (112) na extremidade distal da haste, em que a parte de borda de corte compreende pelo menos uma primeira e uma segunda curvas (102,104) e um ponto de extremidade distal (106); em que a ponteira é configurada para ser vibrada de forma ultrassônica e torcional quando usada com uma peça manual de fa- coemulsificação (204) que compreende um mecanismo de acionamento ultrassônico, em que a vibração torcional ultrassônica da ponteira resulta em pelo menos dois movimentos, que compreendem: deslocamento lateral da ponteira perpendicular a um eixo geométrico colinear com uma parte reta da haste e perpendicular a um eixo geométrico de uma curva da ponteira; ângulo de torção ao longo do eixo geométrico colinear com uma parte reta da haste da ponteira; em que a geometria da haste e a pelo menos primeira e segunda curva é configurada para resultar, durante a vibração torcio- nal ultrassônica da ponteira (100), em um deslocamento lateral da haste (108), perpendicular à haste (108), de menos de 5 a 25% do deslo-camento lateral do ponto de extremidade distal (106) da ponteira (100) ao longo do comprimento da haste que se estende da extremidade proximal da haste à primeira curva da parte de borda de corte, e em que o deslocamento lateral (u ) é pelo menos parcialmente determinado por meio do uso da equação,:

Φ é o ângulo de torção da ponteira, p é a densidade do material da ponteira, S(z)é uma área de seção transversal da ponteira ao longo do eixo geométrico (116) colinear com a haste (108), E é o módulo de Young de um material da ponteira, I (z)é um momento de inércia de uma seção transversal da ponteira ao redor de um eixo geométrico perpendicular ao eixo ge-ométrico colinear com a haste, e l(z) é o deslocamento lateral ao longo do eixo geométrico perpendicular ao eixo geométrico colinear com a haste; em que o comprimento do eixo é configurado para sintonizar a vibração torcional, de modo que a vibração torcional esteja em ressonância com o mecanismo de acionamento ultrassônico para au-mentar o deslocamento de torção no ponto de extremidade distal (106).

2. Ponteira de facoemulsificação, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizada pelo fato de que Φ é fornecido através da equação:

em que I(z) é um momento de inércia de uma seção trans-versal da ponteira cilíndrica ao redor de um eixo geométrico colinear com a haste, C(z) = i (z) * μ, e μ é o módulo de torção do material da ponteira.

3. Ponteira de facoemulsificação, de acordo com a reivindi-cação 2, caracterizada pelo fato de que:

são resolvidas através de análise harmônica.

4. Ponteira de facoemulsificação, de acordo com a reivindi-cação 3, caracterizada pelo fato de que a extremidade proximal (114) da ponteira inclui uma porção cônica e em que um comprimento da porção cônica é selecionado para aumentar as vibrações torcionais da ponteira durante vibrações torcionais ultrassônicas para prover um maior deslocamento lateral no ponto de extremidade distal (106) da ponteira.

5. Ponteira de facoemulsificação, de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizada pelo fato de que o deslocamento lateral da pon-teira no ponto de extremidade distal (106) da ponteira está aproxima-damente em uma faixa de 40 a 200 mícrons.

6. Ponteira de facoemulsificação, de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda curvas (102,104) são posicionadas de tal modo que a energia de vibração de torção ultrassônica na ponteira (100) durante a vibração torcional ul- trassônica é em um modo de vibração de torção ao longo uma porção substancial da haste (108).